Характерные признаки метаморфических горных пород

Классификация метаморфических пород

Таблица 8

Классификация обломочных осадочных пород (кластолитов)

Структура (подгруппа) пород Размеры обломков, мм Рыхлые породы Скальные и полускальные породы  
обломки обломки  
угловатые окатанные угловатые окатанные  
  Грубообломочная (псефиты)   > 100   глыбы   валуны брекчия: конгломерат:  
глыбовая щебеночная дресвяная валунный галечный гравийный  
100-10 щебень галька  
10-2 дресва гравий  
             
  Среднеобломочная (песчаные или псаммитовые породы)   песок: песчаник:  
2-1 грубозернистый  
1-0,5 крупнозернистый[68]  
0,5-0,25 среднезернистый  
0,25-0,05 мелкозернистый  
Мелкообломочная (пылеватые или алевритовые породы) 0,05-0,005 алеврит, лесс, ил алевролит  
Глинистая (пелиты)[69] <0,005 глина[70] аргиллит  

Из перечисленных кластолитов качественно особыми свойствами обладают лессы. Лесс – пылеватая горная порода желтовато-серого (буровато-серого) цвета, состоящая в основном (на 60-95%) из частиц кварца и полевого шпата, а также минералов глин. Легко растирается пальцами. Пористость лессов более 50%. При увлажнении связь между частицами исчезает, а объем породы под собственным весом или весом сооружений существенно и неравномерно уменьшается, что может вызывать просадки на поверхности и деформацию сооружений. В степных и полупустынных районах умеренного пояса Европы, Азии, Северной и Южной Америки на водоразделах, склонах и древних террасах речных долин покровы лесса занимают большие площади и имеют мощность до 100 м.

Условно к обломочным относят породы коры выветривания[71], сложенные фрагментами исходных горных пород различного размера.

Минеральный состав кластолитов позволяет уточнить их классификационную принадлежность. Так обломочные горные породы сложенные более чем на 50% частицами кварцаразмером <0,005 мм считаются обломочными, а при преобладании в их составе глинистых минералов могут быть отнесены и к хемогенным горным породам. Сцементированные обломочные осадочные породы по составу цемента делятся на глинистые, карбонатные, кремнистые, железистые, фосфоритовые и др.

Химический состав осадочных горных пород отличается от магматических пород большей дифференцированностью, разбросом содержаний породообразующих компонентов (например, содержание SiO2 изменяется от 0 (ископаемые соли) до 100% (чистые кварцевые пески), CaO — от долей процента (чистые каолиновые глины) до 56% (известняки) и т. п.), повышенным содержанием воды, СО2, органического углерода, «избыточных летучих» (S, Cl, В и др.), а также преобладанием окисного железа над закисным. Промежуточное положение между осадочными и вулканическими породами занимает группа эффузивно-осадочных пород (вулканический пепел, вулканический туф и др.), по генезису вещества являющиеся магматическими, а по условиям отложения осадочными образованиями.

Осадочная оболочка Земли в среднем имеет мощность 4 км (от 0 до 25 км) и сложена глинистыми породами (на 46% на платформах и 38% в глубоких прогибах), карбонатными породами (на 24 и 21% соответственно), песчаными породами (на 22 и 18% соответственно), эффузивами (на 4,5 и 21%) и солями (на 2,8 и 0,3%) (по А.Б. Ронову). Распространенность различных типов осадочных пород не постоянна. Так осадочный чехол Русской платформы на 55% состоит из карбонатных пород.

Цвет осадочных горных пород в значительной степени определяется соотношением концентраций ОВ и форм железа. Органическое вещество окрашивает горные породы в серый и черный цвет. Соединения 3-валентного железа имеют красный, желтый, бурый цвета, 2-валентного железа зеленовато-голубого цвета. Этим определяется окраска многих осадочных горных пород (например, бурые суглинки, голубые глины, желтые пески и т.д.).

Метаморфические горные породы- естественные ассоциации минералов, образованные в толще земной коры в результате преобразования (метаморфизма) горных пород любого генезиса под воздействием термобарических и химических процессов, движущим началом которых является внутренняя энергия Земли. Эти преобразования протекают в твердом состоянии и выражаются в изменении минерального, а иногда и химического состава и строения пород. Для метаморфических горных пород характерны ориентированные текстуры: сланцеватые, плойчатые, гнейсовые, полосчатые, волокнистые; структуры зернистые (кристаллические). Существуют постепенные переходы между исходными и вновь образованными метаморфическими горными породами.

В зависимости от того, какой фактор (температура, всестороннее или одностороннее давление, геохимическая активность среды) играет ведущую роль при изменении горных пород, различают следующие виды метаморфизма:

- региональный метаморфизм проявляется на значительных участках недр, под воздействием значительных температур и литостатического давления, в течение длительного геологического времени;

- контактово-термальный метаморфизм затрагивает локальные участки недр, подвергшиеся воздействию значительных температур в зонах прилежащих к магматическому очагу или каналу;

- контактово-метасоматический метаморфизм затрагивает локальные участки недр, подвергшиеся воздействию термальный растворов и газовых эманаций в зонах прилежащих к магматическому очагу или каналу;

- динамометаморфизм затрагивает локальные участки недр, подвергшиеся воздействию одностороннего тектонического давления (стресса).

Метаморфические горные породы состоят из минералов устойчивых при повышенной температуре и давлении. Это преимущественно породообразующие минералы магматических пород: кварц, полевые шпаты, слюды, амфиболы, пироксены, магнетит, гематит, а также характерный минерал осадочных пород - кальцит. Такие минералы, как хлорит, тальк, серпентин, хризотил-асбест, гранат, графит, образуются только в ходе метаморфических процессов.

Для метаморфических пород характерна кристаллическая структура (листоватая, чещуйчатая, игольчатая, таблитчатая). Текстура метаморфических горных пород: сланцеватая, гнейсовая, полосчатая, волокнистая, очковая, массивная.

Систематика метаморфических горных пород основывается на условиях преобразования и типе исходных пород (табл. 9).

Таблица 9

Вид метаморфизма Исходная порода Метаморфическая порода
Региональный Глины, аргиллиты Аргиллитовые сланцы
Кровельные (аспидные) сланцы
Филлиты
Кристаллические сланцы
Гнейсы
Песчаники с кремнистым и глинистым цементом Кварциты
Слюдяно-кварцитовые сланцы
Кварцитовидные песчаники
Гнейсы
Известняки Мраморы
Кремнистые породы Яшмы
Мелкозернистые кварциты
Кислые и средние магматические породы Слюдяные сланцы
Гнейсы
Основные породы Зеленые сланцы
Амфиболиты
Эклогит
Ультраосновные породы Тальковые сланцы
Серпентиниты
Гнейсы, сланцы, амфиболиты Параграниты
Динамометаморфизм Любые породы Катаклазиты
Милониты
Контактово-термальный Песчано-глинистые породы Биотитовые роговики
Основные и средние магматические породы Амфиболовые роговики
Карбонатные породы Известково-силикатные роговики
Мраморы
Контактово-метасоматический Зона сопряжения интрузивных и карбонатных пород Скарны
Зона сопряжения гранитоидов с песчано-глинистыми породами Грейзен
Гранитоиды Березит
Ультраосновные и основные породы, серпентиниты Лиственит

 

Характерные признаки метаморфических горных пород приведены в табл. 10.

 

 

Таблица 10

Текстура Минеральный состав Структура и особые свойства породы Название
Сланцеватая, иногда плойчатая Не различим (серицит, хлорит, кварц) Зеленая, серая мелкочешуйчатая порода; шелковистый блеск Филлит
Биотит, мусковит, серицит, иногда кварц, гранат, графит и др. Средне-, крупночешуйчатая порода с преобладанием слюды; кварц плохо заметен Слюдяные сланцы
Хлорит, иногда кварц, слюды, кальцит и др. Чешуйчатая или листоватая порода серо-зеленого цвета Хлоритовый сланец
Тальк, кальцит, кварц Чешуйчатая, светлая, светло-серая, зеленоватая, мягкая, жирная на ощупь порода Тальковый сланец
Массивная, сланцеватая, полосчатая Серпентин, хризотил-асбест, иногда магнетит, хромит, тальк Серо-зеленая порода с пятнами темно-зеленого, белого, черного цвета, часто с прожилками хризотил-асбеста, иногда магнитна Серпентинит (змеевик)
Ориентирован-ная, полосчатая, гнейсовая, массивная Амфибол, плагиоклаз (часто белый), иногда гранат, кварц Кристаллическая зелено-черная порода, похожа на пироксенит, но с более сильным блеском Амфиболит
Гнейсовая, очковая, полосчатая Кварц, полевые шпаты, биотит, иногда амфибол, пироксен, гранат Кристаллическая порода с ориентированной текстурой, по составу похожая на гранит Гнейс
Массивная Кварц Мелкозернистая, иногда сливная (отдельные зерна нельзя различить), белая, желтая, красноватая порода, искристая на изломе, похожа на плотный и крепкий песчаник Кварцит
Полосчатая Кварц, оксиды и гидроксиды железа, силикаты Тяжелая порода, состоящая из чередующихся светлых (кварцевых) и темных полос, часто магнитна Железистый кварцит (джеспилит)
Массивная, полосчатая, узорчатая Кальцит, реже доломит, иногда с графитом, серпентином и др. Зернисто-кристаллическая белая, светло-серая, реже красноватая или желто-бурая порода, иногда рисунчатая, реагирует с HCl Мрамор
Массивная Не различим Мелкозернистая крепкая серая, буровато-серая, темно-серая, темно-зеленая или черная порода, иногда розовато-серая Роговик
Массивная, беспорядочная, пятнистая Гранат, пироксен, кальцит, плагиоклаз, амфибол, магнетит, халькопирит, галенит, сфалерит, молибденит и др. Зеленоватая порода, разнообразная по составу и внешнему виду с большим количеством пироксенов и (или) граната. Структура от мелко- до крупнокристаллической, часто неравномерно-зернистая Скарн
Массивная Кварц, слюды, пирит Светлая мелкозернистая порода, иногда с прожилками кварца Березит
Массивная Карбонаты, кварц, слюды, хлориты, пирит Зеленоватая порода Лиственит
Массивная Кварц, слюды, иногда берилл, топаз, касситерит, вольфрамит, молибденит Крупнокристаллическая белая, светло-серая, желтоватая порода Грейзен
Брекчиевидная Обломки пород, руд, минералов Брекчиевидная порода, состоящая из крупных обломков горных пород и минералов, сцементированная тонкозернистой массой Катаклазит
Сланцеватая, тонкополосчатая, очковая Не различим Порода, состоящая из мелко перетертого материала первичных пород Милонит

Метаморфические горные породы по химическому составу, в общем, близки к осадочным или магматическим породам, хотя в них в процессе метасоматоза могут возникать новые минеральные виды и концентрации рудных минералов.